一种新型软开关无桥Dual-Boost PFC变换器研究

摘要

随着电力电子技术的不断进步，开关电源已经广泛应用于电力系统、工业、交通及家庭等领域，但是由此产生的电网侧功率因数降低以及谐波污染等问题也日趋严重。为了能够有效地抑制谐波污染并且提高功率因数，功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)技术成为了解决这一问题的有效方案。研究具有高性能功率因数校正的新型变换器，对于抑制谐波、节约能源，实现绿色电力电子具有重要意义。
　　本文在传统无桥Boost PFC变换器的基础上，对目前存在的几种无桥Boost PFC变换器拓扑结构做了深入对比分析，引入软开关技术，提出了一种控制简单、导通损耗低的新型软开关无桥Dual-Boost PFC变换器拓扑。
　　针对所提出的新型软开关无桥Dual-Boost PFC变换器，采用单周期控制方法设计了相应控制电路。利用无源无损网络软化了开关管的开关过程，大大降低了开关管的开关损耗，提高了变换器的效率。最后，基于单周期控制芯片IR1150，研制了输入电压为80-265VAC，输出直流电压为385V，输出功率为300W的实验样机，验证了理论分析的正确性。
　　论文的主要内容分为五章：第一章，主要阐述了电网谐波污染的危害和功率因数校正的意义。
　　第二章，主要分析了现有几种无桥Boost PFC电路的工作原理，以及无桥Boost PFC电路的优势及单周控制原理。
　　第三章，详细阐述了软开关技术的原理，分析了典型的软开关拓扑，指出了软开关技术是降低开关损耗，提高电路效率的有效途径。
　　第四章，详细分析了所提出的新型软开关无桥Dual-Boost PFC变换器拓扑的工作原理，给出了详细的设计参数和控制电路设计方法。
　　第五章，通过仿真和实验，验证了新型软开关无桥Dual-Boost PFC变换器原理设计的正确性，说明其是一种高性能的功率因数校正电路。